复杂电磁环境对组网雷达的影响研究

胡宝洁，范江涛，杨 沛，轩健峰

(中国人民解放军63889部队1分队，河南 孟州 454750)

随着现代战场由信息化武器主宰，以电子对抗、网络对抗为主的信息对抗日益激烈，战场电磁环境日趋复杂。战场电磁环境[1-4]，是敌对双方运用电子技术装备进行综合较量时所面临的各种电磁辐射和电子干扰的情况，也是战场范围内的各种电子辐射的数量、种类、分布及功率、波长、频率等有关电磁作用状态的总和。复杂电磁环境是现代电子技术发展应用的必然结果，也是信息化战争的重要特征。战场复杂电磁环境具有对抗性、合成性、兼容性和动态性等特点。面对日趋复杂的电磁环境，研究复杂的电磁环境对组网雷达的影响，对于提高组网雷达在战场最大限度的发挥作战效能，具有重要的现实意义。

1 组网雷达的定义及特点

1.1 组网雷达的定义

雷达组网技术是通过对多部不同体制、不同频段、不同程式(工作模式)、不同极化方式的雷达或者无源侦察装备按一定的配置方法进行部署。不同的雷达可以从不同的方向对目标进行探测和跟踪、并把各雷达站获得的目标信息实时互通。目标信息呈“网状”收集和传递，并由中心站综合处理、控制和管理，从而形成一个有机整体。网内各雷达站的信息(原始视频、点迹、航迹等)汇集至中心站综合处理，得出雷达网覆盖范围内的情况信息和战略态势，如图1所示。

图1 组网雷达示意图

雷达组网技术基础是多传感器信息融合技术。信息融合从结构上可以分为集中式信息融合结构、分布式信息融合结构和混合式信息融合结构3类。组网技术中还包括时空统一与误差校正、点迹融合、目标跟踪、干扰定位、属性信息融合技术。这些技术的成功应用，可以大大提高雷达的抗干扰性能。

1.2 组网雷达的特点

(1)雷达网内不同体制的雷达，其频率、波形、脉宽、重复频率、极化方式各异，增加了敌方侦察、分选、干扰的困难，对抗反辐射攻击起到一定作用;不同频段的雷达，整体占有较宽的频段，使敌方干扰能量分散，干扰功率稀释，从而降低了干扰效果;加上具有对干扰和目标进行三角定位的能力，中央处理站利用布站时的数据冗余，能够在干扰条件下保持跟踪。因此，从整体上讲，组网雷达具有较强的抗干扰能力;

(2)不同的雷达可从不同的视角观察目标，有助于减少目标衰落、闪烁和地形遮蔽的影响，若网内有双基地雷达和米波雷达，可进一步提高组网的反隐身能力，能够在一定程度上探测到隐身飞机。网内各种雷达覆盖范围互有重叠，能在进行数据融合以后得到比单部雷达质量更好的目标航迹，大大改善了空情监测质量，提高了系统的反低空突防能力;中央处理站可以指令各分站对指定区域跟踪，并可将各站传送的数据集中处理，从而使以多站处理多目标成为可能;

(3)扩大了空间覆盖范围，具有在更大范围内搜索和跟踪目标的能力;减小了雷达覆盖范围内的盲区，尤其是低空盲区;扩展了时间覆盖范围;在重叠区域内具有较高的检测概率;减少了信息的不确定性，提高了信息的可信度;改善了空间分辨力，增加了电磁频谱的覆盖范围，多部雷达的固有冗余度提高了整个系统的可靠性，因而增强了系统的生命力。

总之，雷达网在提高对目标的探测能力、定位跟踪精度和自身生存能力等方面都显示出单部雷达难以比拟的优越性。

2 复杂电磁环境对组网雷达的影响

在今后联合作战中，战场上的电磁环境已经不再局限于一种或几种平面定向电磁波，而是各种信息网络、计算机网络与众多辐射源相互匹配、相互交叠又相互渗透的立体电磁合成网络。随着电子信息技术的不断发展和新型电子信息装备的不断投入使用，电磁频谱将更加拥挤，整个战场的电磁环境也会越来越恶劣。

2.1 组网雷达面临的复杂电磁环境

复杂电磁环境[5]是战场电磁环境复杂化在空域、时域、频域和能量上的表现形式。主要内容包括军用装备电磁辐射迹侦察环境、民用电子设备电磁辐射环境、自然电磁辐射环境，它具有广泛性、密集性、动态性、对抗性、相对性的特点。可见，组网雷达面临的复杂电磁环境包括:(1)敌方侦察系统的数量、分布(空域)及其性能(侦察特性:侦获概率，分选能力，接收机的灵敏度，反应速度等);(2)面临的干扰环境，包括干扰源的数量、空间分布、干扰源的密度(时域)、干扰源的总功率、干扰信号的样式及参数、干扰信号的频率及范围、干扰的形成(有源和无源)及干扰的战术运用(支援、自卫)等。

2.2 复杂电磁环境对组网雷达通信的影响

雷达网内的通信对雷达网的性能和可实现性有决定性影响。一方面，信息采集节点、传输途径、显示手段等会受到干扰和破坏，出现传输通道拥堵、误码率增加等现象，在严重干扰下甚至会造成功能瘫痪，导致信息传输不畅，影响组网的指挥控制、决策与协同;另一方面，作战对手通过电子对抗和干扰手段释放大量的假信息，使得整个电磁环境所承载的信息真假并存、杂乱无章，从而导致信息内容失真，准确度降低，影响对战场态势的感知。

2.3 复杂电磁环境对组网雷达定位和目标识别性能的影响

精确作战是信息化战争的基本特点和客观要求，精确定位是雷达的首要基本功能[6]。在复杂电磁环境下，雷达接收机收到的信号中往往夹杂着大量噪声，如果噪声与目标信号频谱相同，且能量大大超过目标信号，雷达便很难将目标信号从噪声中检测出来，从而降低或失去对目标的探测能力，其受到的影响主要表现在:(1)可能无法探测目标;(2)探测到的目标不清晰、不稳定、无法正确识别;(3)对目标的定位能力下降或定位错误;(4)无法准确提供引导信息。

2.4 复杂电磁环境对组网雷达信息融合效率的影响

制约了组网雷达信息融合效率，减小了体系作战威力。组网雷达系统实际上是一个典型的多传感器数据融合系统[7，8]。在复杂电磁环境下，目标环境机动性增强，不确定性增加，使得传感器资源相对不足，从而增加了传感器对目标有效分配的难度;当多个传感器同时用于多目标的检测、跟踪和识别时，就必须解决传感器与目标之间以及检测、跟踪和识别之间的资源调度问题;这些都需要对传感器资源(包括传感器本身以及传感器之间的资源)进行协调分配，使系统取得整体性能最优。

2.5 复杂电磁环境对组网雷达其他方面的影响

(1)影响组网雷达中侦察系统及设备作战效能的发挥;(2)增大了对干扰目标的快速截获、识别难度，削弱干扰的有效性;(3)提高了组网雷达协同作战和体系对抗的要求;(4)存在组网雷达间自扰互扰的隐患，破坏协同作战能力。

3 复杂电磁环境下组网雷达采取的措施

(1)对现有组网系统进行有效的利用和调配。

首先，合理细化组网内各雷达的具体工作频率，对电磁频谱进行管理和实时检测，按照由主到次、由急到缓的顺序确定频谱使用优先级别，确保单部雷达的正常运行和指挥信息的优先传递;其次，综合考虑组网内各部雷达的功能特性、工作条件和对频谱的占用情况，有所侧重的加以选择和使用，如雷达使用非作战参数(工作频率与作战频率要有一定差异)，避免雷达装备的作战参数被侦察截获，限制雷达天线工作角度范围，以规避其主瓣指向重点防御方向，并对重点雷达装备采取频率掩护措施;再次，综合把握系统设备的频段特点，提高电磁频谱分配的科学性和利用效率，同时要进行全程实时监测，监视区域内的所有电磁信号，采用频率规避、频段保护、干扰屏蔽等措施。牢牢把握电磁频谱规律，用系统对抗的方法，采取扬长避短、隐真示假的战法，对电磁频谱进行有效的控制，从而将敌方的干扰降到最低限度。

(2)实现指挥中心对组网雷达系统快速、准确的指挥与控制。

组网雷达系统实际上是一个典型的多传感器数据融合系统，要考虑数据融合处理的方法问题，还需要对整个传感器系统的性能进行优化，以提高组网雷达协同探测、跟踪和目标识别能力，真正实现一个高效实用的组网系统;复杂电磁环境下目标环境的深刻变化，对雷达网的组织形式提出了很高的要求，一方面要最大限度的挖掘和发挥雷达探测资源，解决对各类目标看得见、看得远、看得准的问题，另一方面要对组网雷达进行有效管理，提高其智能化程度，最大程度发挥雷达网的情报效能，形成雷达网实时统一的态势情报。

(3)充分发挥现有组网系统的效能，提高雷达组网的快速反应能力和灵活组织能力。

从战术上，静态部署与动态部署相结合，网内部分雷达保持相对稳定的固定部署，部分雷达实施机动部署，敌方难于对整个雷达网进行干扰，或几部雷达轮流开机和关机，以对付反辐射导弹等，使敌方不易掌握我方雷达组网的实际情况;从技术上，采取多传感器信息融合技术，信息融合中心将多个雷达的探测信息进行融合处理和综合判断，及时列出各目标的威胁等级，并对各种威胁目标提出相应的对抗措施，从而提高组网雷达的抗干扰及抗反辐射武器攻击的能力。

(4)加强关键技术研究，跟踪新技术发展。

组网雷达系统效能的提高，依赖于多项关键技术的突破。例如采用MIMO(Multi Input Multi Output)技术，缩短组网雷达在有源工作模式下发射信号被截获的距离，提高其抗侦察能力，而且组网雷达的速度分辨力得到提高，有利于在强杂波中检测低速目标[9]。采用建模与仿真技术对雷达组网的效能进行分析与评估，使雷达组网与雷达的技术性能以及实际作战使用结合起来，使雷达组网的数据能充分而方便地为指挥人员使用，利用先进的系统分析设计方法:基于仿真的设计方法，对雷达组网进行辅助分析设计，根据作战任务和具体的作战环境得出雷达组网方案，为指挥人员提供决策支持。

4 结束语

文中从分析组网雷达所面临的电磁环境出发，研究了复杂电磁环境对组网雷达的影响，提出了面对复杂电磁环境应采取的措施。文中仅简单分析了复杂电磁环境对组网雷达通信、信息融合效率、定位和目标识别等方面的影响，组网雷达作为一种复杂的信息系统，复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力的影响及应采取的措施将是下一步的研究方向，希望本文能够对组网雷达的研究起到帮助。

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